Основные элементы УСЭППА




Свойства объектов регулирования

Объект регулирования является главным звеном системы САР. Его свойства (статические и динамические характеристики) влияют на характер регулирования.

Ёмкость объекта – это способность его накапливать (аккумулировать) вещество или энергию. По числу емкостей объекты бывают:

1. одноёмкостные – они способны накапливать один вид энергии или вещества (например, - бак с водой):

2. многоёмкостные – характеризуются наличием нескольких емкостей.

Способность объекта после возникающего в нём нарушения постоянной величины переходить самостоятельно, без регулятора, в новое установившееся равновесное состояние называется самовыравниванием.

Количественно самовыравнивание объекта определяется коэффициентом самовыравнивания. В зависимости от коэффициента самовыравнивания r объекты делятся на:

1. устойчивые (статические)

r> 0- они обладают свойством самовыравнивания;

2. нейтральные (астатические) – r= 0 – у них самовыравнивание отсутствует.

 

Запаздывание объекта – это задержка во времени выходной величины.

Регуляторы системы «СТАРТ»

СТАРТ - система автоматических регуляторов. В нее входят построенные на элементах УСЭППА пневматические регуляторы, а также показывающие и самопишущие вторичные приборы.

УСЭППА - универсальная система элементов промышленной пневмоавто­матики.

Условные обозначения элементов в пневматических схемах

 

 

Основные элементы УСЭППА

УСЭППА - построена на элементном принципе и представляет собой на­бор элементов, каждый из которых предназначен для выполнения простейших операций над входными сигналами (сравнение, запоминание, повторение, суммирование и т. д.).

Элементы выполнены из квадратных секций, между которыми расположе­ны резино-тканевые мембраны.

Дроссели - предназначены для ограничения или изменения протекающего через них воздуха. Различают: постоянный дроссель (нерегулируемый) и пе­ременный (регулируемый).

Постоянный дроссель - представляет собой капилляр длиной 20 мм и диа­метром 0,18 или 0,3 мм.

Большое отношение l к d капилляра обеспечивает ламинарный режим течения воздуха.

 

Переменный дроссель - обычно выполняется по схеме «конус»- «конус»

Его настраивают поворотом винта, связанного с внутренним конусом.

 

 

Пневмоемкость - предназначена для накопления сжатого воздуха. Объем ее приблизительно равен 50 см3.

Элементы сравнения

Бывают двух типов: трех и пяти мембранные.

1. Трех мембранный элемент сравнения - предназначен для сравнения двух входныхсигналов. Он формирует на выходе дискретные сигналы «0» или «1».


А. Б, В, Г - камеры, С1, С2 - сопла

а) При Р1 больше Р2 результирующая сила будет направлена вниз, и блок мембран опустится. Сопло С2 закроется и перекроет выход в атмосферу, а сопло С1 откроется, и на выходе сформируется сигнал, равный «1».

б) При Р1 меньше Р2 мембранный блок поднимется вверх, сопло С1 закроется, и прекратится подача воздуха питания, а сопло С2 откроется, и линия выхода сообщается с атмосферой. При этом на

выходе сформируется сигнал, равный «0».

2. Пяти мембранный элемент сравне­ния предназначен для непрерывного сравнения до 4-х пневматических сигна­лов, поступающих от датчиков, и получе­ния на выходе дискретного сигнала «0» или «1». Представляет собой пневмо-реле и отрабатывает зависимость:

Рвьх=1 при Р1+Р32+Р4

Рвых=0 при Р1+Рз<Р2+Р4

 

 

3. Задатчик

Предназначен для ручной установки заданного сигнала.

 

 

Устройство:

А, Б – камеры;

1 - настроечный винт;

2 – пружина;

3 – мембрана;

4 – сопло.

Установка заданного значения Рвых про­изводится при помощи настроечного винта 1, при повороте которого изменяется натяжение пружины 2 и положение заслонки относительно сопла 4.

Усилитель мощности

Предназначен для выдачи пневмосигнала, усиленного по мощности.

 

Устройство:

1, 4-мембраны;

2 – шток;

3 - шариковый клапан.

Выключающее реле

Предназначено для отключения и переключения входных сигналов при подаче на него командного дискретного сигнала Рком = 0 или Рком = 1.

 

 

При Рком = 0 мембранный блок под действием пружины опустится вниз, сопло С2 закроется, а сопло С1 откроется, и сигнал P1 проходит на выход реле.

При Рком = 1 мембранный блок под­нимется вверх, сопло С2 откроется, а со­пло C1 закроется, и на выход реле прохо­дит сигнал Р2.

В регуляторах реле при подаче Рком = 1 запирает выходной сигнал регулятора, а Рком = 0 сообщает выход регулятора с регулирующим клапаном.

Комплекс «СТАРТ»

Регуляторы «СТАРТ» имеют блочную конструкцию. Элементы УСЭППА монтируют в блоках на платах из оргстекла. Связь между элементами осуще­ствляется через каналы в платах. Элементы подсоединяются к выходным шту­церам регуляторов гибкими трубками.


Позиционный регулятор типа ПР1.5

ПР1.5 является устройством двухпозиционного действия предназначен для получения на выходе дискретных сигналов 0 или 1 при отклонении Рвх от Рзад.

 

Устройство:

1 - задатчик;

2- постоянный дроссель;

3- манометр;

4- переключатель;

5- Зх - мембранный ЭС;

6- усилитель мощности.

Действие регулятора ПР1.5 основано на сравнении Рвх, поступающего от измерительного прибора, и давления Рзад, устанавливаемого задатчиком, встроенным в прибор.

Регулятор можно настраивать на «max" и «min" поворотом диска переключателя 4.

1) При настройке на «min": давление Рзад, устанавливаемое задатчиком 1, подводится к камере В, а Рвх- к камере Б. Пока Рвх > Рзад, сопло C1 закрыто, и сигнал на выходе ЭС=0. Как только Рвх станет < Рзад, сопло С1 откроется, и на выходе Рвых станет равным 1.

2) При настройке на «max»: Рвх подается в камеру В-ЭС, а Рзад - в камеру Б. Если Рвх < Рзад, сопло С1 закрыто, а сигнал на выходе равен 0. При Рвх> Рзад сопло С1 открывается, и Рвых равно 1.

Требуемая величина Рзад достигается вращением винта задатчика. Рвых усиливается усилителем мощности 6.

Пропорциональный регулятор типа ПР2.5

ПР2.5 предназначен для автоматического поддержания регулируемого параметра на заданном уровне в результате отработки непрерывного пропорционального регулирующего воздействия, посылаемого на регулирующий клапан.

Закон регулирования регулятора ПР2.5:

Рвых=к(Рпер-Рзад)+Рн,

где к- коэффициент пропорциональности; К= 1 /δ*100% δ-предел пропорциональности (в%)-настроечный параметр регулятора;

Рн- давление настройки.

Предел пропорциональности δ настраивается регулируемым дросселем 3.

δ=5 - 3000%.

К можно варьировать в пределах от 0,03 до 20 при изменении степени открытия дросселя 3.

РАБОТА

Давление от датчика Рпер подводится в камеру Г-ЭС(1), давление Рзад от задатчика, расположенного на вторичном приборе, подводится в камеру В. Камеры Б и Д ЭС(1) являются, соответственно, камерами ООС и ПОС.

ООС- отрицательная обратная связь;

ПОС- положительная обратная связь.

Посредством задатчика 2 в камеры Д ЭС(1) и ЭС(5) подводится Рн.

При Рпер=Рзад Рвых=Рн

1. Если Рпер>Рзад, то сопло C1- ЭС(1) прикроется, и выходное давление P1 уменьшится. Давление в камере Б- ЭС(5) понизится, шток переместится вниз, и давление на выходе ЭС(5) начнет расти.

Это будет происходить до тех пор, пока воздух из выходной линии, перетекая через постоянный дроссель 4 в камеру Б, не зфавновесит давление в камере Д. В результате давление на выходе регулятора повысится.

2, При Рпер<Рзад всё происходит в обратном порядке, и Рвых понижается.

Выключающее реле служит для отключения регулятора (при переходе на ручное управление). Это осуществляется подачей Рком=1 в камеру В7. При этом сопло С2 закрывается, а сопло C1 заглушено.

Автоколебания,возникающие при нарушении схемы равновесия, затормаживаются постоянным дросселем ПД

 


Пропорционально - интегральный регулятор типа ПР3.21

ПР3.21. предназначен для автоматического поддержания регулируемого параметра на заданной величине, что достигается отработкой непрерывного пропорционально - интегрального регулирующего воздействия, посылаемого на регулирующий клапан.

Регулятор состоит из пропорционального и интегрального звеньев. Закон регулирования ПИ - регулятора:

Рвых = К (Рпер - Рзад) + 1/Ти (Рпер-Рзад) dt,

где К – коэффициент пропорциональности К =1/δ*100%,

Ти-время интегрирования (время изодрома).

δ, Ти - настроечные параметры регулятора, их настраивают дросселями ДД и 2.

Устройство: 1,4,6 - пятимембранные ЭС; 2 - дроссель настройки Ти; 3 -пневмоёмкость; 5 -постоянный дроссель; 7 - усилитель мощности; 8 - выключающее реле; 9 - дроссельный сумматор; ПД - постоянный дроссель; ДД - дроссель настройки предела пропорциональности.

Элементы 4,6,7,9 формирует пропорциональную составляющую, а 1,2,3 -интегральную составляющую регулирующего воздействия регулятора.

Работа: Рпер от датчика подводится к камере Г- ЭС (4) для отработки пропорциональной составляющей и одновременно к камере Д- ЭС (1) -для отработки интегральной составляющей регулятора.

Давление Рзад подаётся к камере В- ЭС (4) и Б- ЭС (1).

Если Рпер=Рзад, то мембранные узлы элементов 1,4,6, находятся в равновесии, и давление на выходе регулятора не изменяется.

Работа пропорциональной части:

Элементы 4,6,7,9 формируют пропорциональную составляющую регулятора.

1. Если Рпер > Рзад, то сопло C1- ЭС (4) прикроется, и выходное давление P1 уменьшится. Давление в камере Б- ЭС (6) понизится, шток переместится вниз, и давление на выходе ЭС (6) начнёт расти. Это будет происходить до тех пор, пока воздух из выходной линии, перетекая через дроссель 5 в камеру Б, не уравновесит давление в камере Д. В результате давление на выходе регулятора Рвых повысится.

2. При Рпер < Рзад всё происходит в обратном порядке,и Рвых понижается.

Работа интегральной части:

Элементы 1,2,3 формируют интегральную составляющую. Мембранный шток ЭС (1) перемещается вниз, и давление Р2 на его выходе возрастает. При этом постепенно будет повышаться давление Ри за дросселем 2, скорость изменения которого зависит от степени открытия дросселя 2 и объёма ёмкости 3. В результате отрабатывается интегральная составляющая Ри.

Давление Ри, возрастая, приведёт в действие ЭС(4) и ЭС (6), и давление на выходе регулятора под действием интегральной составляющей будет повышаться.

Время интегрирования регулятора настраивается дросселем 2. При закрытом дросселе 2 время интегрирования достигает максимального значения (Ти = со), и регулятор превращается в пропорциональный. При полностью открытом дросселе 2 время интегрирования регулятора минимально,

δ= 5 - 3000%; Ти=3 сек - 100 мин

Выключающее реле служит для выключения и включения регулятора при переходе на ручное управление и обратно.

 

1,4,6 – пяти мембранный Эс

2- дроссель Времени интегрирования

ПД – постоянный дроссель

3-пневмоемкость

ДД – дроссель настройки предела пропорцианальности.

5-постоянный дроссель

7-усилитель мощности

 


 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: